Der Markt für wiederaufladbare Batterien wächst rasant. Derzeit wird er dominiert von Lithiumionen-Akkus. Die dafür erforderlichen Rohstoffe wie Lithium oder Graphit sind jedoch begrenzt. Eine Alternative ohne diese knappen Ressourcen entwickelt deshalb nun das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Ulm zusammen mit Partnern.
In dem Projekt "ORRCABATT" stehen wiederaufladbare Zink-Mangandioxid-Batterien für stationäre Anwendungen im Fokus. Der Vorteil dieser Batterietechnologie: Sie benötigt nur die Metalle Mangan und Zink. Die Metalle sind im Vergleich zu Lithium umweltfreundlicher und auch breit verfügbar, wie das ZSW mitteilt.
Günstiger und umweltfreundlicher
Zink-Mangandioxid-Batterien punkten laut ZSWK dabei neben den weltweit verfügbaren Rohstoffen Zink und Mangandioxid (Braunstein) auch mit bereits etablierten Recyclingpfaden. Das habe deutlich geringere negative Umweltauswirkungen im Vergleich zu anderen Batterietypen zur Folge.
Der wasserbasierte Elektrolyt in der Batterie soll zudem eine hohe Sicherheit garantieren und kostengünstig sein: Die Materialkosten für solche Batterien liegen laut der Forschungseinrichtung mit 15 bis 50 Euro pro Kilowattstunde um den Faktor zwei bis drei unter den vergleichbaren Werten bei Lithiumionen-Akkus.
Von der Batterie zum Akku
Zink-Mangandioxid-Batterien sind als nicht-wiederaufladbare Zellen heute der globale Standard und können überall gekauft werden. Als Akkus, also als wiederaufladbare Batterien, sind sie jedoch noch nicht erhältlich. Dies wollen die Projektpartner nun ändern. Dieser neue Batterietyp könnte zukünftig eine kostengünstige und umweltfreundliche Speicherlösung für erneuerbare Energien wie Solarenergie und Windenergie bieten.
Mit spezifischen Energiedichten von bis zu 400 Wattstunden je Liter beziehungsweise 150 Wattstunden je Kilogramm speichern Zink-Mangandioxid-Akkus zwar weniger Energie als Lithiumionen-Akkus, dennoch kann man mit ihnen effizient und kostengünstig Strom speichern. Sie zeichnen sich auch durch ihre äußerst geringe Anfälligkeit für thermische Überhitzung und ihre Nicht-Brennbarkeit aus, was sie besonders sicher für Anwendungen in geschlossenen Räumen macht.
Fertigung im industriellen Maßstab
In Zusammenarbeit mit Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Industriepartnern will das ZSW funktionsfähige Batterieprototypen entwickeln und eine Übertragung vom Labormaßstab in eine Fertigung im industriellen Maßstab erarbeiten. Anschließend ist die Erprobung in Feldtests geplant. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben über einen Zeitraum von drei Jahren mit einem Budget von 3,3 Mio. Euro. (jk)
